CN211238162U - 一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪 - Google Patents
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Abstract
一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，涉及质谱仪技术领域。离子加速器、聚焦透镜和离子信号探测器从下到上依次安装于真空腔体内，溅射激光源和CCD相机位于离子加速器的侧上方；离子加速器包括依次设置的第一电极片、第二电极片和第三电极片，第一电极片位于底层，第一电极片上设有样品槽，样品靶装于样品槽内，第二电极片设有供激光和CCD相机透光的大圆孔，以及供离子传输的小圆孔，第三电极片接地；CCD相机观测并选择溅射位置，溅射激光源产生激光并进入真空腔体照射到样品靶上，使样品分子离子化，离子通过离子加速器和聚焦透镜到达离子信号探测器。紧凑小巧，结构简单，操作方便，对所检测到的离子有非常高的分辨率。
Description
技术领域
本实用新型涉及质谱仪技术领域，尤其涉及一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪。
背景技术
基质辅助激光解析飞行时间质谱仪是近年来发展起来的一种软电离新型有机质谱近年来已成为检测和鉴定多肽、蛋白质、多糖、核苷酸、糖蛋白、高聚物以及多种合成聚合物的强有力工具，原理是：当用一定强度的激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量，基质-样品之间发生电荷转移使得样品分子电离，电离的样品在电场作用下加速飞过飞行管道，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测，即测定离子的质量电荷之比与离子的飞行时间成正比来检测离子。传统的基质辅助激光解析飞行时间质谱仪一般多采用反射式飞行，结构复杂，腔体较大，且加工成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，紧凑小巧、结构简单，分辨率高。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，包括真空腔体、样品靶、离子加速器、溅射激光源、CCD相机、聚焦透镜、离子信号探测器；
所述离子加速器、聚焦透镜和离子信号探测器从下到上依次安装于真空腔体内，所述溅射激光源位于真空腔体的外侧，所述CCD相机安装于真空腔体上，且溅射激光源和CCD相机分别位于离子加速器的侧上方；
所述离子加速器包括依次设置的第一电极片、第二电极片和第三电极片，所述第一电极片位于底层，第一电极片上设有样品槽，所述样品靶装于样品槽内，所述第二电极片设有供激光和CCD相机透光的大圆孔，以及供离子传输的小圆孔，所述第三电极片接地；
其中，CCD相机用于观测并选择溅射位置，溅射激光源用于产生激光并进入真空腔体照射到样品靶上，使样品分子离子化，产生的离子通过离子加速器和聚焦透镜到达离子信号探测器。
本实用新型还包括光学透镜，所述光学透镜设于真空腔体内并位于溅射激光源的下方，光学透镜用于聚焦溅射激光使之能够准确地聚焦在样品靶上。
所述真空腔体的主体呈倒T型设置，离子加速器位于底部的横字结构腔室内，聚焦透镜和离子信号探测器位于竖直结构腔室内。
所述离子加速器位于底部的横字结构腔室内的上部分。
所述真空腔体的竖直结构腔室的侧面向外延伸设有第一侧腔室和第二侧腔室；所述第一侧腔室上用于安装CCD相机；所述第二侧腔室上开设有用于安装光学透镜的开孔。
所述溅射激光源与离子飞行方向成30°，所述CCD相机与离子飞行方向成30°。
所述第一电极片为直流高压，第二电极片为脉冲高压。
所述样品靶的上平面与第一电极片的上平面齐平。
所述小圆孔设有1个，所述大圆孔设有4个，且4个大圆孔均布于小圆孔的外周。
所述聚焦透镜包括3个平行设置的彼此绝缘的不锈钢透镜，中间的不锈钢透镜加有500V直流高压，上下两个不锈钢透镜分别接地。
相对于现有技术，本实用新型技术方案取得的有益效果是：
1、相比传统的反射式基质辅助激光解析飞行时间质谱仪，本实用新型采用直线式，紧凑小巧，结构更加简单，整体仪器腔体较小，加工成本较低。
2、本实用新型对所检测到的离子峰有非常高的分辨力，可用于食品、医院以及高校等不同领域的研究，且操作方便，更重要的是能够测得生物大分子的质谱信号且分辨率高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为离子加速器的结构示意图；
图3为第二电极片的结构示意图；
图4为本实用新型采集的大肠杆菌质谱图。
附图标记：真空腔体1，样品靶2，离子加速器3，光学透镜4，溅射激光源5，CCD相机6，聚焦透镜7，离子信号探测器8，第一电极片31，第二电极片32，第三电极片33，样品槽311。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例包括真空腔体1、样品靶2、离子加速器3、溅射激光源5、CCD相机6、聚焦透镜7、离子信号探测器8、光学透镜4；
所述真空腔体1为真空系统的一部分，真空系统还包括真空检测器、机械泵、涡轮分子泵，真空腔体1设有泵抽口，电阻规、电离规、电极引入接口，真空腔体1的主腔侧面设有观察窗；涡轮分子泵参数300L/min，机械泵参数2.8m3/h，真空度可达到10-6～10-8mbar；
所述离子加速器3、聚焦透镜7和离子信号探测器8从下到上依次安装于真空腔体1内；所述溅射激光源5位于真空腔体1的外侧，溅射激光源5用于产生激光；所述CCD相机6安装于真空腔体1上，CCD相机6用于观测并选择溅射位置，且溅射激光源5和CCD相机6分别位于离子加速器3的侧上方；所述光学透镜4设于真空腔体1内并位于溅射激光源5的下方，光学透镜4用于聚焦溅射激光使之能够准确地聚焦在样品靶2上；
如图2所示，所述离子加速器3属于双场加速，包括依次设置的第一电极片31、第二电极片32和第三电极片33，所述第一电极片31位于底层，第一电极片31较厚，其上设有样品槽311，所述样品靶2装于样品槽311内，样品靶2与离子加速器3距离5mm，样品靶2的上平面与第一电极片31的上平面齐平；如图3所示，所述第二电极片32设有4个大圆孔以及1个正中心的小圆孔，大圆孔的主要作用是让激光通过以及CCD相机6的观察定位，小圆孔用于离子传输；所述第三电极片33接地。具体地，所述第一电极片31为直流高压，第二电极片32为脉冲高压。
具体地，如图1所示，所述真空腔体1的主体呈倒T型设置，离子加速器3位于底部的横字结构腔室内，聚焦透镜7和离子信号探测器8位于竖直结构腔室内；所述离子加速器3位于底部的横字结构腔室内的上部分；所述真空腔体1的竖直结构腔室的侧面向外延伸设有第一侧腔室和第二侧腔室；所述第一侧腔室上用于安装CCD相机6，且可调整CCD相机6的位置及角度；所述第二侧腔室上开设有用于安装光学透镜4的开孔。
本实施例中，所述溅射激光源5与离子飞行方向成30°，所述CCD相机6与离子飞行方向成30°。
所述聚焦透镜7包括3个平行设置的彼此绝缘的不锈钢透镜，中间的不锈钢透镜加有500V直流高压，上下两个不锈钢透镜分别接地。
本实施例所述样品靶2为自制的一体式样品靶，结构简单，制造成本低，靶面平整度好，溅射出的离子信号稳定。
本实用新型的工作原理如下：
实验员将制备好的需要检查的样品靶2通过XY平台控制系统进入指定位置，CCD相机6观察并指定溅射位置，溅射激光源5产生激光并经光学透镜4光斑聚焦在样品靶2上，使样品分子离子化，产生的离子在离子加速器3高压的作用下飞入无场区，经过聚焦透镜7到达离子信号探测器8，离子质量不同而造成速度不同，飞行相同距离所需时间因而不同，通过离子到达探测器的先后顺序来分辨不同核质比的离子，因此可通过记录下离子飞行时间质谱，获得离子强度分布等信息。
图4为离子信号探测器采集到的大肠杆菌质谱图，从质谱图中可以看出高质荷比的质谱峰信息。该质谱图中，较强信号的峰值可以实时显示，信噪比的提高也可以清晰地探测到一些较小的信离子峰。
本实用新型可以应用于质谱分析领域，利用激光溅射样品靶产生的离子束被加速到达离子信号探测器，记录其质谱分布。整套装置紧凑小巧，结构简单，操作方便，质谱分辨率高，满足测试蛋白质、多糖、核酸等生物大分子的条件。
Claims (10)
1.一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：包括真空腔体、样品靶、离子加速器、溅射激光源、CCD相机、聚焦透镜、离子信号探测器；
所述离子加速器、聚焦透镜和离子信号探测器从下到上依次安装于真空腔体内，所述溅射激光源位于真空腔体的外侧，所述CCD相机安装于真空腔体上，且溅射激光源和CCD相机分别位于离子加速器的侧上方；
所述离子加速器包括依次设置的第一电极片、第二电极片和第三电极片，所述第一电极片位于底层，第一电极片上设有样品槽，所述样品靶装于样品槽内，所述第二电极片设有供激光和CCD相机透光的大圆孔，以及供离子传输的小圆孔，所述第三电极片接地；
其中，CCD相机用于观测并选择溅射位置，溅射激光源用于产生激光并进入真空腔体照射到样品靶上，使样品分子离子化，产生的离子通过离子加速器和聚焦透镜到达离子信号探测器。
2.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：还包括光学透镜，所述光学透镜设于真空腔体内并位于溅射激光源的下方，光学透镜用于聚焦溅射激光使之能够准确地聚焦在样品靶上。
3.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述真空腔体的主体呈倒T型设置，离子加速器位于底部的横字结构腔室内，聚焦透镜和离子信号探测器位于竖直结构腔室内。
4.如权利要求3所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述离子加速器位于底部的横字结构腔室内的上部分。
5.如权利要求3所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述真空腔体的竖直结构腔室的侧面向外延伸设有第一侧腔室和第二侧腔室；所述第一侧腔室上用于安装CCD相机；所述第二侧腔室上开设有用于安装光学透镜的开孔，光学透镜位于溅射激光源的下方，用于聚焦溅射激光使之能够准确地聚焦在样品靶上。
6.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述溅射激光源与离子飞行方向成30°，所述CCD相机与离子飞行方向成30°。
7.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述第一电极片为直流高压，第二电极片为脉冲高压。
8.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述样品靶的上平面与第一电极片的上平面齐平。
9.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述小圆孔设有1个，所述大圆孔设有4个，且4个大圆孔均布于小圆孔的外周。
10.如权利要求1所述的一种小型基质辅助激光解析直线式飞行时间质谱仪，其特征在于：所述聚焦透镜包括3个平行设置的彼此绝缘的不锈钢透镜，中间的不锈钢透镜加有500V直流高压，上下两个不锈钢透镜分别接地。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725065A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-30 | 深圳泰莱生物科技有限公司 | 一种生化小分子飞行时间质谱系统 |
| CN116153761A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-05-23 | 浙江迪谱诊断技术有限公司 | 飞行时间质谱仪 |
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2020
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